常温环氧沥青混合料的研究与应用

2021-07-15申铁军

黑龙江交通科技 2021年6期

刘斌，申铁军

(山西路桥第七工程有限公司，山西晋城 048000)

1 常温环氧沥青作用机理

常温环氧沥青材料具有粘结强度高、渗透性好、易于施工、性价比高的特点，属于最新一代的防水粘结材料，它以一定比例的改性环氧树脂聚合物乳液、改性多元胺固化剂、水性高分子改性剂和改性乳化沥青类材料混合而成，环氧与沥青分子交联形成连续相，化学固化成型。谢伟等认为以水为溶剂，安全环保，常温施工，渗透性好，高低温稳定性好，粘结及抗剪切强度高，防水效果好。常温环氧沥青粘结层材料是水性化的环氧沥青材料，产品用有专利的反应型亲水助剂，通过相反转法制备水性化的环氧树脂。结合采用乙烯多胺，聚醚胺，环氧树脂等原料，生产具有增强乳化功能的专用环氧树脂固化利、特制的乳化沥青，功能性添加利等复合制备出常温环氧沥青材料。李梅芳等认为材料中的环氧树脂与沥青分子交联形成连续相，化学固化成型，成品安全环保、施工环境限制少，温度要求小，抗渗透性好，具备较好的高低温稳定性，粘结及抗剪切强度高，防水效果极佳。

2 常温环氧沥青混合料路用性能研究

(1)常温环氧沥青路面结构性能研究。利用常温环氧沥青材料的渗透性和高粘结性，对孔隙进行封闭并使其与上层沥青热拌混凝土紧密联结，提高混合料的水稳定性，强化层间结合使得沥青面层形成连续体系，达到延长路面使用寿命的目的。

(2)各类常温环氧沥青结构层路用性能(防水、粘结、磨耗)研究。常温环氧沥青用于层间粘结料，提高路面结构防渗功能并强化沥青面层连续体系，减小沥青面层弯拉应变、缓解沥青面层疲劳开裂。

(3)在适合条件下，适当增加冷再生层的厚度，乳化沥青冷再生层加上常温环氧沥青抗滑复合封层可以极大提升乳化沥青冷再生层使用价值。常温环氧用于表面磨耗层，提高路面抗滑性能减少交通事故，同时延长路面使用寿命。

(4)颗粒级配、质量控制检查要求、频度和项目见表1、表2。

表1 常温环氧沥青混合料颗粒级配范围表

表2 常温环氧沥青结构层质量控制检查要求、频度和项目

续表2

3 常温环氧沥青混合料的应用

(1)用于柔性基层

常温环氧沥青抗滑复合封层，取代热拌沥青混凝土面层，直接用于道路改造，提高路面耐水性和路面结构整体协同受力特性，半刚性基层排水效果及水敏感性较差，此类结构一旦开始破坏，路面寿命将呈现出急剧减少的趋势，因此，半刚性基层沥青路面结构出现的寿命短、早期破坏也就不可避免。由于国外主要的发达国家大多使用柔性基层沥青路面，而且对于越重交通下，也少使用半刚性基层，不可否认的是，以集配碎石基层为代表的柔性基层所具有的较少早开裂。

(2)用于粘结层与上封层

常温环氧沥青防水粘结层材料可用于各等级沥青混凝土路面的层间粘结、水泥混凝土路面“白改黑”层间粘结，钢桥面及水泥混凝土桥面的防水粘结等，与专用骨料结合做耐磨抗滑的上封层。可将路面各层结构粘结成一个整体，增加路面承载能力，延长道路使用寿命。通过增设常温环氧沥青固化防水联结层及常温环氧沥青抗滑复合封层，可以确保整个路面冷再生结构层发挥其应有的结构承载力水平，不仅材料性能上超越传统的乳化沥青冷再生，而且其综合成本仍然低于乳化沥青冷再生+乳化沥青粘层的结构组合设计。

4 常温环氧沥青技术的经济、社会效益

(1)工程实例

陕西省西安至阎良高速公路原路面结构形式为上面层4 cm AK-16型，中面层5 cm AC-20I型，下面层6 cm AC-25II型，基层为20 cm水泥、粉煤灰稳定砂砾，底基层28 cm二灰稳定土，经过10年运营期后不同程度地出现路面沉陷、车辙、推移、裂缝等病害。经专家评审确定处置方案为水泥、粉煤灰砂砾基层不做翻修，只表面进行铣刨拉毛处理后铺筑8 cm常温环氧沥青混合料作为柔性基层，6 cm常温环氧沥青混凝土作为下面层，5 cm AC-20作为中面层，最后铺筑4 cm的AC-13沥青混凝土作为上面层。

(2)经济、社会效益

常温环氧沥青的直接节能主要体现在减少石料加热所需要的燃料消耗，以及就地取材，节约石料开采、生产、运输过程中的燃油消耗，同时不仅节能减排取得很好的效果，在原材料(沥青，碎石)消耗及减少土地占用等方面效果十分明显。可节约30%左右的成本，节省加热能源60%以上，减少二氧化碳排放量80%以上，缩短20%工期，极大提高施工效率。常温环氧沥青封层技术取代热拌沥青混合料铺筑面层，除节省加热成本、减少排放污染外，直接材料成本可节约50%以上。